20B. Proteosyntéza – regulace a metody studia

 

Eukaryontní a prokaryontní systémy

 

-         struktura chromosomů

-         organisace genů (introny u eukaryontů), alelisace

-         odlišnosti v proteosyntetickém aparátu – využití pro terapii

 

 

Zásah inhibitorů do procesů přenosu genetické informace

 

Replikace a transkipce – antimetabolity inhibující synt. nukleotidů (methotrexat), DNA (cisplatina), etidiumbromid,

-         spec. eukaryntní – faloidin, amanitin (inhibice RNA polymerázy)

-         spec. prokaryontní – rifampicin, aktinomycin D

 

Translace u prokaryontů          – tetracykliny (obsazení místa A na ribosomech),

–        chloramfenikol (inhibice peptidyltransferázové reakce),

–        streptomycin (vazba na 30S podjednotku)

-         další antibiotika –penicilin

 

 

eukaryonti – cykloheximid (inhibice peptidyltransferázové reakce),

                        toxiny C. diphteriae, Ps. Aeruginosa (ADPribosilace elF2)

 

 

 

Organely a jejich genetický aparát – mitochondrie a chloroplasty

 

Organisace a vlastnosti odpovídají prokaryontům, většina genů kodujících jejich bílkoviny je součástí jaderného genomu – transport z cytoplasmy do organel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Celkové schéma transportu bílkovin

 

 

 

 

 

 

 

 

Viry – jen genetický materiál – DNA nebo RNA – exprese hostitelskou buňkou

 

 

RNA-viry (např. HIV aj. retroviry) – reversní transkriptáza – syntéza DNA podle RNA

 

 

-         cílové místo inhibice, biotechnologické využití

 

 

MUTACE – změny v geonomu buňky na různých úrovních

 

-         bodové mutace – týkají  se jednoho nukleotidu v sekvenci DNA

 

mutagenní faktory – vnější a vnitřní – nepřesnosti při replikaci - jistá pravděpodobnost – opravy

 

vnější – indukovaná mutace – fysikální (záření – dimery T-T), chemické mutageny (HNO2, dusíkatý yperit aj.)

 

 

 

 

 

Možnosti – inserce, delece, - brzké ukončení syntézy polypeptidu

 

Substituce – záměna aminokyseliny (ne vždy) – odlišná bílkovina

 

 

 

 

 

Význam mutací – nové vlastnosti, výhody a nevýhody, positivní a negativní mutace – relativita, vliv podmínek, prostředí apod – vitaminy vs. hem, baze.

 

Homologie bílkovin – vývoj druhů

 

Geneticky podmíněné choroby – příklady – fenylketonurie, cystická fibrosa, HbS atd.

 

Vliv alelisace na projev choroby – hetero a homozygoti.

 

Poruchy mitochondriálního genomu – nejsou alely, jen od matky, poruchy energetického metabolismu, svalové dystrofie

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

METODY STUDIA

 

 

Sekvence DNA – chemická (selektivní štěpení – Maxam-Gilbert), biochemická (syntéza, dideoxy metoda - Sanger)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCR

 

 

Taq polymeráza, dNTP, primery, vzorek-templát

 

Termocycler - animace

 

Potřeba primerů

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Syntéza oligonukleotidů

 

 

 

 

 

 

 

Table 12.3

Některé chemicky syntetizované geny

Gen pro

Velikost (bp)

tRNA

126

α-Interferon

542

Sekretin

81

γ-Interferon

453

Rhodopsin

1057

Proenkefalin

77

Peptid aktivující pojivovu tkáň III

280

Lysozym

385

Tkáňový aktivátor plasminogenu

1610

c-Ha-ras 

576

RNasa T1

324

Cytochrom b 5

330

Ca-vázající protein hovězího střeva

298

Hirudin

226

RNasa A

375

 

Delší geny po částech

 

 

Komerčně dostupné oligonukleotidy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GENOVÉ MANIPULACE

 

 

Gen se inkorporuje do nosiče – vektoru (analogie se strategií virů) a vnese do hostitelské buňky.

 

Využití restrikčních endonukleáz (palindromové sekvence) event. reversních transkriptáz (vyřeší problém intronů)